生命的物质基础

生命的物质基础

生物体都具有以下基本特征：生物体具有共同的物质基础和结构基础，都有新陈代谢作用，都有应激性，都有生长、发育和生殖的现象，都有遗传和变异的特性，都能适应一定的环境。
第一节  组成生物体的化学元素及化合物
【知识概要】
生物体的生命活动都有共同的物质基础，主要是指组成生物体的化学元素和化合物是大体相同的。
一、组成生物体的化学元素
组成生物体的化学元素有二十多种，它们在生物体内的含量不同。含量占生物体总质量的万分之一以上的元素，称大量元素，如c、h、o、n、p、s、k、ca、mg等。生物生活所必需，但是需要量却很少的一些元素，称微量元素，如fe、mn、zn、cu、b、mo等。这些化学元素对生物体都有重要作用。组成生物体的二十多种化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物所特有的。这个事实说明，生物界和非生物界具有统一性。
二、组成生物体的化合物
（－）糖类
1.生物学功能
糖类参与细胞组成，是生命活动的主要能源物质。
2.组成元素及种类
糖类的组成元素为c、h、o，分单糖、寡糖、多糖三类。
单糖是不能水解的最简单的糖类，其分类中只含有一个多羟基醛或一个多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。葡萄糖和果糖都是含6个碳原子的己糖，分子式都是c6h12o6，但结构式不同，在化学上叫做同分异构体。如下图所示：
            
   葡萄糖              果糖             葡萄糖         果糖
            环状结构                          链状结构
核糖（c5h10o5）和脱氧核糖（c5h10o4）都是含有5个碳原子的戊糖，两者都是构成生物遗传物质（dna或rna）的重要组成成分。结构式如下图所示：
        
核糖                  脱氧核糖
寡糖（低聚糖）是由少数几个（1个以内）单糖分子脱水缩合而得的糖。常见的是含有2个单糖单位的双糖，如植物细胞内的蔗糖、麦芽糖，动物细胞内的乳糖，存在于藻类细菌、真菌和某些昆虫细胞内的海藻糖等。蔗糖的形成见下图。
 
葡萄糖       果糖                     蔗糖
多糖是由多个单糖缩聚而成链状大分子，与单糖、双糖不同，一般不溶于水，从而构成贮藏形式的糖，如高等植物细胞内的淀粉，高等动物细胞内的糖元。纤维素是植物中最普遍的结构多糖。
（二）蛋白质
1.生物学功能
蛋白质具有催化作用、运输作用和贮存作用、结构和机械支持作用、收缩或运动功能、免疫防护功能、调节作用。
2.组成元素和基本组成单位
蛋白质主要由c、h、o、n四种元素组成，多数还含有s。基本组成单位是氨基酸，其通式为 。组成天然蛋白质的氨基酸约有20种，都是l型的α氨基酸。氨基酸与氨基酸之间可以发生缩合反应，形成的键为肽键。肽是两个以上氨基酸连接起来的化合物。两个氨基酸连接起来的肽叫二肽，三个氨基酸连接起来的肽叫三肽，多个氨基酸连接起来的肽叫多肽。多肽都有链状排列的结构，叫多肽链。蛋白质就是由一条多肽链或几条多肽链集合而成的复杂的大分子。